Question

5．一個(gè)額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時(shí)通過的電流約為0.3A．小明想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為“10Ω  lA”、“25Ω  0.2A”、“100Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為12V）．

（1）通過分析小明應(yīng)選用規(guī)格為“100Ω0.5A”的滑動(dòng)變阻器．
（2）小明設(shè)計(jì)了如圖1所示電路圖，實(shí)物圖（圖2）也已連接了部分電路．請(qǐng)你根據(jù)電路圖補(bǔ)上兩根導(dǎo)線，將電路連接完整．
（3）小明選擇了滑動(dòng)變阻器，并完成了電路連接，且操作均正確，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈泡沒有發(fā)光，電流表有示數(shù)，則以下分析和操作正確的是C．（選填選項(xiàng)的字母）
A．可能是小燈泡斷路                     B．可能是小燈泡短路
C．應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器                   D．應(yīng)先更換小燈泡
（4）小明通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光，并獲得了小燈泡的額定功率，你認(rèn)為他判斷小燈泡正常發(fā)光的依據(jù)是觀察到電壓表示數(shù)為6V．
（5）最后，小明還想利用該電路圖來探究電流與電壓的關(guān)系，能實(shí)現(xiàn)嗎？否（“能”、“否”）

Answer 1

分析 （1）求出燈正常工作時(shí)的電阻，根據(jù)分壓原理確定變阻器的最小阻值，結(jié)合燈正常工作時(shí)的電流確定變阻器的規(guī)格；
（2）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表并聯(lián)在燈的兩端，滑動(dòng)變阻器與燈泡應(yīng)串聯(lián)，且一上一下接；
（3）電流表有示數(shù)說明電路是通路，燈泡不亮可能是電流中電流過小，由此分析應(yīng)進(jìn)行的操作；
（4）燈泡正常工作時(shí)，它兩端電壓等于額定電壓，由此可知判斷的依據(jù)；
（5）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制導(dǎo)體的電阻保持不變．

解答 解：（1）燈正常工作時(shí)的電阻R=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率，變阻器要分去′12V-6V=6V的電壓，根據(jù)分壓原理，電壓表分配與電阻成正比，變阻器連入電路中的阻值至少為20Ω，便因燈正常工作時(shí)的電流為0.3A＞0.2A，所以應(yīng)選用“100Ω  0.5A”的變阻器；
（2）測(cè)燈泡的額定功率的實(shí)驗(yàn)中，燈的額定電壓為6V，所以電壓表選用大量程，滑動(dòng)變阻器與燈泡應(yīng)串聯(lián)，且一上一下接，如圖所示；

（3）正確連接電路，操作正確，電流表有示數(shù)說明電路是通路，燈泡不亮可能是電流中電流過小，所以可以先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，看燈泡是否能發(fā)光，故選C；
（4）燈泡正常工作時(shí)，它兩端電壓等于額定電壓，由此可知他判斷的依據(jù)是觀察電壓表示數(shù)達(dá)到了6V；
（5）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻不變，而燈泡電阻會(huì)隨溫度升高而增大，所以不能用該電路圖來探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：
（1）100Ω 0.5A；
（2）見上圖；
（3）C；
（4）觀察電壓表示數(shù)達(dá)到了6V；
（5）否．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)定小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)，綜合考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律應(yīng)用，器材的選擇、電路的連接、實(shí)驗(yàn)的操作、控制變量法的運(yùn)用等．這些都是常考的問題，一定要掌握好．